(57)【要約】  小型化が可能で、青果物などの測定対象の吸光度を非破壊で安定して測定できる非破壊測定装置を提供する。非破壊測定装置は、把持可能なグリップ部(K2)と、青果物(AS)などの測定対象に当接させる環状の当接部(7)を有する測定部(K1)と、を含む筐体(K)と、その内部に周方向に離隔配置された複数の光源(14d)からなる光源群(14dG)と、当接部(7)の内側部分に当接部(7)より小さい環状に配置され、光源群(14dG)からの光(LT)を筐体(K)外部に環状に出射するリングレンズ(8)と、リングレンズ(8)の内側に一端面(11a1)が露出し、他端面(11fb)が筐体(K)の内部に位置して一端面(11a1)から入射した光を前記他端面(11fb)から外部に出射する導光部材(11)と、筐体(K)内に配置され、導光部材(11)の他端面(11fb)から出射した光を受光するフォトセンサ(13c)と、フォトセンサ(13c)の受光強度に基づいて吸光度を求める光強度処理部(CT3)と、からなる。
2018047366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持可能なグリップ部と、測定対象に当接させるための環状の当接部を有する測定部と、を含む筐体と、
前記筐体の内部において周方向に離隔配置された複数の光源からなる光源群と、
前記当接部に囲まれた内側部分に前記当接部よりも小さい環状に配置され、前記光源群から出た光を、前記筐体の外部に環状に出射するリングレンズと、
前記リングレンズの内側に一端面が露出し、他端面が前記筐体の内部に位置して前記一端面から入射した光を前記他端面から外部に出射する導光部材と、
前記筐体内に配置され、前記導光部材の前記他端面から出射した光を受光するフォトセンサと、
前記フォトセンサの受光強度に基づいて吸光度を求める光強度処理部と、
からなる非破壊測定装置。
【請求項２】
前記光源群と前記リングレンズとの間において、前記光源群からの光を前記リングレンズに誘導する環状の中継レンズから更になる、請求項１記載の非破壊測定装置。
【請求項３】
前記リングレンズから出射した環状の光の主光軸は、前記リングレンズから出射した後に縮径する方向に傾斜している、請求項１又は請求項２記載の非破壊測定装置。
【請求項４】
前記フォトセンサは、少なくともｍ個（ｍは２以上の整数）のフォトセンサを含み、
前記ｍ個のフォトセンサのそれぞれと前記導光部材の前記他端面との間において、異なるｍ種類の波長λ１〜λｍのそれぞれを中心波長として有するバンドパスフィルタから更になる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非破壊測定装置。
【請求項５】
前記光強度処理部は、前記吸光度を、前記ｍ個のフォトセンサによって得られた前記波長λ１〜λｍのそれぞれに対応した受光強度に基づいて求めると共に、求めた前記吸光度からＢｒｉｘ値を算出する、請求項４に記載の非破壊測定装置。
【請求項６】
前記グリップ部は、長手を有して把持可能に形成され、
前記測定部は、前記グリップ部における前記長手の一方の端部に、前記当接部の延在方向を前記長手に沿う方向として形成されると共に、前記当接部の先端面が、前記グリップ部の表面よりも突出した位置にある、請求項１〜５のいずれか１項に記載の非破壊測定装置。
【請求項７】
前記測定対象を前記当接部に当接させた状態で、前記測定対象における前記当接部に囲まれた表面と前記導光部材の前記他端面との間において、通過する光を拡散させる拡散部から更になる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の非破壊測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青果物などの測定対象の吸光度を非破壊で測定する非破壊測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
青果物の吸光度を非破壊で測定する青果物の非破壊測定装置が知られている。
例として、青果物に照射入光させた近赤外光の透過光を利用して吸光度を測定し、測定した吸光度に基づいて青果物の糖度をＢｒｉｘ値として得る非破壊測定装置がある。
この非破壊測定装置は、特許文献１に、非破壊糖度測定装置として記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０１４０４２号公報
【０００４】
特許文献１に記載された非破壊測定装置は、収穫後の青果物を対象に測定するものである。また、収穫した青果物をコンベア上に載置して吸光度を測定するため、装置は大型である。【０００５】
青果物の生産者からは、収穫した青果物はもとより、収穫前の木などになっている（生育している）状態の青果物も対象とし、収穫時期の見極め等のために非破壊で吸光度を測定して糖度を把握できる装置が望まれている。
具体的には、生育中の青果物に対しても容易に使用できるように、片手で把持できる程度に小型化された非破壊測定装置が望まれている。【０００６】
また、非破壊測定装置を片手で把持できる程度に小型化する場合、光源には、省スペース及び省消費電力の観点で、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）の採用が検討される。
ＬＥＤを採用した場合、皮の厚い青果物でも光量不足とならず安定的に測定できる工夫も新たに必要になる。
【発明の概要】
【０００７】
従って、本発明の目的は、小型化が可能で、青果物などの測定対象の吸光度を非破壊で安定して測定できる非破壊測定装置を提供することである。
【０００８】
本発明の一側面によると、把持可能なグリップ部と、測定対象に当接させるための環状の当接部を有する測定部と、を含む筐体と、
前記筐体の内部において周方向に離隔配置された複数の光源からなる光源群と、
前記当接部に囲まれた内側部分に前記当接部よりも小さい環状に配置され、前記光源群から出た光を、前記筐体の外部に環状に出射するリングレンズと、
前記リングレンズの内側に一端面が露出し、他端面が前記筐体の内部に位置して前記一端面から入射した光を前記他端面から外部に出射する導光部材と、
前記筐体内に配置され、前記導光部材の前記他端面から出射した光を受光するフォトセンサと、
前記フォトセンサの受光強度に基づいて吸光度を求める光強度処理部と、
からなる非破壊測定装置が提供される。
好ましくは、前記非破壊測定装置は、前記光源群と前記リングレンズとの間において、前記光源群からの光を前記リングレンズに誘導する環状の中継レンズから更になる。
好ましくは、前記非破壊測定装置において、前記リングレンズから出射した環状の光の主光軸は、前記リングレンズから出射した後に縮径する方向に傾斜している。
好ましくは、前記非破壊測定装置において、前記フォトセンサは、少なくともｍ個（ｍは２以上の整数）のフォトセンサを含み、
前記非破壊測定装置は、前記ｍ個のフォトセンサのそれぞれと前記導光部材の前記他端面との間において、異なるｍ種類の波長λ１〜λｍのそれぞれを中心波長として有するバンドパスフィルタから更になる。
好ましくは、前記非破壊測定装置において、前記光強度処理部は、前記吸光度を、前記ｍ個のフォトセンサによって得られた前記波長λ１〜λｍのそれぞれに対応した受光強度に基づいて求めると共に、求めた前記吸光度からＢｒｉｘ値を算出する。
好ましくは、前記非破壊測定装置において、前記グリップ部は、長手を有して把持可能に形成され、
前記測定部は、前記グリップ部における前記長手の一方の端部に、前記当接部の延在方向を前記長手に沿う方向として形成されると共に、前記当接部の先端面が、前記グリップ部の表面よりも突出した位置にある。
好ましくは、前記非破壊測定装置は、前記測定対象を前記当接部に当接させた状態で、前記測定対象における前記当接部に囲まれた表面と前記導光部材の前記他端面との間において、通過する光を拡散させる拡散部から更になる。
【０００９】
本発明によれば、小型化が可能で、青果物などの測定対象の吸光度を非破壊で安定して測定できる非破壊測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係る非破壊測定装置の一実施形態であるハンディ非破壊糖度計５１（糖度計５１）の外観斜視図である。
【図２】図２は、図１の糖度計５１の前面図である。
【図３】図３は、図２におけるＳ３−Ｓ３位置での断面図である。
【図４】図４は、図１の糖度計５１の組立図である。
【図５】図５は、図１の糖度計５１が備えるセンサ基板１３の前面図である。
【図６】図６は、図１の糖度計５１が備えるベース基板１４の前面図である。
【図７】図７は、図１の糖度計５１が備える中継レンズ１８の取り付け状態を説明するための部分断面図である。
【図８】図８は、図１の糖度計５１が備えるリングレンズ８の半断面図である。
【図９】図９は、図１の糖度計５１が備えるフィルタユニットＦを説明するための組立図である。
【図１０】図１０は、図９のフィルタユニットＦの後面図である。
【図１１】図１１は、図１の糖度計５１が備える導光部材１１の斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１の導光部材１１の二面図であり、（ａ）は半断面側面図、（ｂ）は後面図である。
【図１３】図１３は、図３におけるＳＢ部の拡大断面図である。
【図１４】図１４は、図１の糖度計５１の制御系を説明するための図である。
【図１５】図１５は、図１の糖度計５１の机上載置による測定態様を説明するための図である。
【図１６】図１６は、図１の糖度計５１の把持による測定態様を説明するための図である。
【図１７】図１７は、図１の糖度計５１における光路を説明するための部分断面図である。
【図１８】図１８は、図１の糖度計５１のキャリブレーションに用いる標準蓋体５２及びその使用状態を説明するための半断面図である。
【図１９】図１９は、図１の糖度計５１の変形例１としての拡散板４１及びその取付態様を説明するための部分断面図である。
【図２０】図２０は、図１の糖度計５１の変形例２としての導光部材１１Ｗを説明するための半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る非破壊測定装置を、その一実施形態であるハンディ非破壊糖度計５１（以下、単に糖度計５１とも称する）を例にとって説明する。また、以下では、青果物を測定対象とした非破壊測定装置の実施形態を説明するが、非破壊測定装置の測定対象は、必ずしも青果物には限られない。
【００１２】
まず、糖度計５１の構成を、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、糖度計５１の外観斜視図である。図２は、糖度計５１の前面図である。図３は、図２におけるＳ３−Ｓ３位置での断面図である。図４は、糖度計５１の組立図である。
【００１３】
以下の説明では、上下左右前後の各方向を、図１に示した方向に規定する。
糖度計５１は、片手で把持可能な、いわゆるハンディタイプである。従って、図１に示した上下左右前後の方向は、説明の便宜上規定するものであって、糖度計５１の使用時の姿勢などを限定するものではない。
【００１４】
まず、糖度計５１の外観構成について説明する。
糖度計５１は、前方側が開放した略箱状の箱体１と、箱体１に対し、前方側を塞ぐように取りつけられる略蓋状の蓋体２と、を有する。
箱体１は、図３に示されるように、概ね平板状に形成された基部１ｋと、基部１ｋの周囲から前方に立ち上がる側壁部１ｈと、を有し、箱状とされている。
【００１５】
箱体１と蓋体２とは、図示しないタッピングねじにより、間にＯリング８１（図３参照）を介在させて一体化された筐体Ｋを構成する。
糖度計５１は、筐体ＫにおけるＯリング８１の介在や他の図示しないシール構造などにより、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）規格における保護特性であるＩＰ６５以上の防水防塵機能を有する。
【００１６】
筐体Ｋは、上部に形成された、前後方向に延びる軸線ＣＬ１を中心とする略円筒状の測定部Ｋ１と、測定部Ｋ１の後部側から下方に延びる略扁平直方体状のグリップ部Ｋ２と、を有する。
【００１７】
蓋体２は、グリップ部Ｋ２において概ね平坦な前面２ａ１を有する前面部２ａと、測定部Ｋ１において前面部２ａの前後方向位置に対して前方に円筒状で突出したステージ部２ｂと、を有する。
蓋体２は、前面部２ａの左縁部において前方に突出した土手部２ｃを有する。土手部２ｃは、後述する把持状態における指掛かりとなる部分である。
【００１８】
測定部Ｋ１の軸線ＣＬ１は、後述する受光軸線ＣＬＴと一致している。
受光軸線ＣＬＴは、後述するフォトセンサ１３ｃで受光する光の光軸として仮想設定される。
【００１９】
グリップ部Ｋ２において、蓋体２の前面２ａ１には、表示素子１４ｆ（図３及び図６参照）により数字，文字，及び記号を視認可能に表示する表示部３と、指で押して動作モードの選択やゼロリセットをするための複数のスイッチ押圧部４ａを含むスイッチ部４が設けられている。
【００２０】
表示部３は、制御部ＣＴ（図３及び図１４参照）の制御の下、例えば、糖度計５１の動作状態、電池残量、及び測定で得られた糖度（Ｂｒｉｘ値）を表示する。
【００２１】
箱体１の内部における左後部には、下面１ｃに出入口１ｂ１を有して電池を収容する電池ボックス１ｂ（図３参照）が形成されている。
出入口１ｂ１には、電池蓋５が着脱自在に取りつけられている。
電池ボックス１ｂには、糖度計５１の電源として、例えば単４形の乾電池が、使用者により出入口１ｂ１から挿入及び抜去（以下挿抜）可能に収容される。
【００２２】
箱体１の上右部には、押し釦６が設けられている。使用者などによって押し釦６が押される毎に、内部に設けられたスイッチ１３ｄ（図４及び図５参照）が動作して測定の開始と停止の動作が交互に実行される。
【００２３】
グリップ部Ｋ２は、大人の片手で把持できるサイズに形成されている。
この糖度計５１を使用するために、例えば右手でグリップ部Ｋ２を把持する際に、箱体１の後面１ａに手のひらを当てると、人差し指から小指までの４本の指が自然と土手部２ｃに掛かり、使用者は、糖度計５１を良好に把持できる。
この把持状態で、押し釦６は、親指で押し易い位置に設けられている。
また、箱体１の後面１ａの右部には、手の母指球の部分が感触よく当たるように、母指球に合わせた凹曲面の当て部１ａ１（図１参照）が形成されている。
【００２４】
箱体１及び蓋体２は、樹脂で形成されている。樹脂は例えば、黒色のポリカーボネート樹脂の近赤外線吸収グレードである。
【００２５】
次に測定部Ｋ１の外観構成について詳述する。
【００２６】
蓋体２におけるステージ部２ｂの先端には、環状の外当接部７が取りつけられている。外当接部７は、少なくとも後方への圧縮に対し弾性を有する材料で形成されている。材料例は、スポンジである。
【００２７】
図２に示される前面視において、外当接部７に囲まれた内側部分には、外側から順に、レンズ部材であるリングレンズ８，内当接部９，及びステージベース１０の前面１０ａの一部が、それぞれ環状に視認される。軸線ＣＬ１を含む中心部には、導光部材１１の前端面１１ａ１が視認される。
【００２８】
内当接部９は、環状に形成され前面１０ａに取りつけられている。
内当接部９は、少なくとも後方への圧縮に対し弾性を有する材料で形成されている。材料例は、スポンジである。
内当接部９は、内縁の一部において、径方向の外方に円弧状に抉られた切り込み部９ａを有する。
ステージベース１０には、温度センサ１２の感温面１２ａが前面に露出するように取りつけられている。
温度センサ１２は、前方から見たときに、感温面１２ａの一部が切り込み部９ａ内に進入して配置されている。
温度センサ１２は、いわゆるサーモパイルであって、測定部Ｋ１に宛がわれた測定対象である青果物ＡＳ（図１５及び図１６参照）の表面の温度Ｔ２を非接触で測定すると共に、周囲の筐体Ｋに相当する温度Ｔ１も測定する。温度センサ１２は、測定した温度Ｔ１及び温度Ｔ２を、温度情報ＪＴとして制御部ＣＴに向け出力する(図１４参照）。温度Ｔ１と温度Ｔ２とは逆でもよい。すなわち、青果物ＡＳの表面の温度を、温度Ｔ１としてもよい。
筐体Ｋにおいて、測定部Ｋ１は、外当接部７及び内当接部９の環状形状の延在面が、グリップ部Ｋ２の長手方向である上下方向に沿う面（例えば概ね平行）となる姿勢で、グリップ部Ｋ２の一端側（上方側）に一体形成されている。
【００２９】
測定部Ｋ１における各部位の前後方向の位置については、図３に示されるように、外当接部７の前端面７ａに対し、内当接部９の前端面９ｂは後方側にある。
リングレンズ８は、内当接部９と概ね同じ前後位置に配置されている。
リングレンズ８における最も前側に位置する前端稜線部８ｒは、内当接部９の前端面９ｂと概ね同じ前後位置にある。
内当接部９の前端面９ｂに対し、ステージベース１０の前面１０ａは後方側にある。
ステージベース１０の前面１０ａに対し、導光部材１１の前端面１１ａ１は前後方向に同じ位置か、又はわずかに後方側に位置している。
【００３０】
次に、筐体Ｋの内部に配置された部品などについ図３〜図１２を参照して説明する。
図３及び図４に示されるように、筐体Ｋの内部には、２枚の大きな基板が、前後方向に対向して並設収容されている。具体的には、箱体１の基部１ｋ側からセンサ基板１３及びベース基板１４である。
【００３１】
図５は、センサ基板１３を説明するための前面図である。
センサ基板１３は、筐体Ｋ内に収納された状態での前側となる前面１３ａに、レセプタクル１３ｂと複数のフォトセンサ１３ｃとスイッチ１３ｄとが実装されている。
【００３２】
レセプタクル１３ｂは、センサ基板１３の前方に配置されたベース基板１４のプラグ１４ｂに装着されて、センサ基板１３とベース基板１４とが電気的に接続される（図３参照）。
【００３３】
複数のフォトセンサ１３ｃは、この例において７個である。７個の内の６個のフォトセンサ１３ｃは、受光軸線ＣＬＴの周りに、角度ピッチθｐが６０°の等間隔で、かつ、各フォトセンサ１３ｃの中心位置が径φａの線上となるように実装されている。
残りの１個は、径φａの中心位置に実装されている。
７個のフォトセンサ１３ｃは、後の説明で区別が必要となる場合、図５に示されるように、フォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７として区別する。
【００３４】
スイッチ１３ｄは、組立てられた糖度計５１において、既述のように押し釦６が押し込まれる毎にＯＮ動作、ＯＦＦ動作を交互に繰り返す。
【００３５】
センサ基板１３は、フォトセンサ１３ｃよりも径方向の外側の位置に、約９０°間隔で四つの貫通孔１３ｅを有している。
【００３６】
図６は、ベース基板１４を説明するための前面図である。
ベース基板１４は、上部に受光軸線ＣＬＴを中心とする円形の孔１４ｇと、孔１４ｇの下縁において、下方に向け矩形に抉られた切り込み部１４ｇ１と、孔１４ｇの外側における上下左右に対する斜め４５°方向にそれぞれ孔１４ｈを有する。
ベース基板１４は、受光軸線ＣＬＴを中心とする円弧状の外形とされた円弧部１４ｊを有する。
【００３７】
ベース基板１４は、筐体Ｋ内に収納された状態での前側となる前面１４ａに、表示素子１４ｆ，スイッチ１４ｓ，光源となる発光素子としての複数（ｎ個：ｎは２以上の整数）のＬＥＤ１４ｄ，複数のＦＢ（フィードバック）用フォトセンサ１４ｅ，及び糖度計５１の動作を制御する制御部ＣＴが実装されている。
一方、後面１４ｃには、センサ基板１３のレセプタクル１３ｂと接続するプラグ１４ｂが実装されている。
【００３８】
表示素子１４ｆは、例えば液晶デバイス、有機ＥＬ（ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイスなどの表示デバイスである。 
【００３９】
複数のＬＥＤ１４ｄは、この例において２０個（ｎ＝２０）である。２０個のＬＥＤ１４ｄは、受光軸線ＣＬＴを中心とする孔１４ｇの周囲の直径φｂの線上に角度ピッチθｐａを１８°とする等間隔で、放射状となる姿勢で実装されている。
詳しくは、ＬＥＤ１４ｄは、円弧部１４ｊに近い位置において周方向に離隔配置されている。
複数のＬＥＤ１４ｄをまとめた光源群として、以下、ＬＥＤ群１４ｄＧとも称する。
【００４０】
ＬＥＤ１４ｄは、例えば、次の波長をそれぞれ中心波長とする６種類を用い、周方向に順番に配置されている。
すなわち、その波長は、８８０ｎｍ，９００ｎｍ，９５０ｎｍ，９８０ｎｍ,１０２０ｎｍ，及び１０６４ｎｍである。
この場合、２０個全体で、各波長を中心波長とするＬＥＤ１４ｄは少なくとも３個配置される。中でも、８８０ｎｍ及び９００ｎｍをそれぞれ中心波長とするＬＥＤ１４ｄは、それぞれ４個配置される。
６種類の波長に対するＬＥＤ１４ｄの選択は、これに限定されない。別の例として、６種類の波長の内、短い波長の３種と長い波長の３種とについて、３種の波長それぞれを中心波長とする３種のＬＥＤを一つにパッケージした、いわゆる３波長複合型のＬＥＤを用いてもよい。
例えば、８８０，９００，９５０ｎｍの３種の波長を中心波長とする３波長複合型ＬＥＤと、９８０，１０２０，１０６４ｎｍの３種の波長を中心波長とする３波長複合型ＬＥＤと、を、用い、例えば、前者の８個及び後者の１２個の合計２０個を適宜配置してもよい。
【００４１】
孔１４ｇの縁部とＬＥＤ１４ｄとの間には、上下左右方向それぞれにＦＢ（フィードバック）用のフォトセンサ１４ｅ（以下、ＦＢ用フォトセンサ１４ｅと称する）が実装されている。以下、この４個のＦＢ用フォトセンサ１４ｅをまとめＦＢ用フォトセンサ群１４ｅＧとも称する。
【００４２】
図３及び図４に示されるように、センサ基板１３に対し、７個のフォトセンサ１３ｃを覆うように扁平円筒状のフィルタユニットＦが配置されている。
フィルタユニットＦの前側には、中実で概ね円錐台状に形成された導光部材１１が配置されている。
【００４３】
フィルタユニットＦと導光部材１１とは、前方側からセンサ基板１３に宛がわれて、後方側からタッピングねじＮａで締結固定されるステージ基台１６によって、ユニットホルダ１５と共にセンサ基板１３との間に挟持されている。導光部材１１，ステージ基台１６，及びフィルタユニットＦの具体的構成は、後述する。
【００４４】
図３及び図４に示されるように、ユニットホルダ１５は、後方側が開放し前方が底となる丸鍋状の基部１５ａと、基部１５ａから前方に突出する突出部１５ｂと、を有する。
基部１５ａには、上下左右に対する斜め４５°方向において、タッピングねじＮａを挿通させるための前後方向に延びる貫通孔１５ａ１（図４参照）が四ヶ所形成されている。
突出部１５ｂは、導光部材１１が内側にほぼ隙間なく嵌りこむ中空円錐状に形成されており、ベース基板１４の孔１４ｇを通して前方に突出している。
【００４５】
突出部１５ｂの外周面は、後方側と先端側との２ヶ所に径が急激に変わる段部１５ｂ１と段部１５ｂ２が形成されている。
【００４６】
ベース基板１４の孔１４ｇの内径に対し、突出部１５ｂの外径は小さく設定されており、孔１４ｇと突出部１５ｂとの間に、ステージ基台１６の後端部１６ａが係合している。後端部１６ａは、突出部１５ｂの段部１５ｂ１に当接して前後方向位置が決められている。
【００４７】
ステージ基台１６は、後端部側がすぼまった略漏斗形状に形成されている。
後端部１６ａには、下方側へ突出する通路部１６ｂが形成されている。
通路部１６ｂの外形形状が、ベース基板１４の孔１４ｇにおける切り込み部１４ｇ１に係合するようになっている。すなわち、ベース基板１４に対し、ステージ基台１６の受光軸線ＣＬＴまわりに位置が決められている。
【００４８】
後端部１６ａの内周面は、通路部１６ｂの部分を除き、ユニットホルダ１５の突出部１５ｂの外面と当接している。
すなわち、通路部１６ｂと突出部１５ｂとの間には、隙間Ｖａ（図３参照）が形成されている。
この隙間Ｖａは、後述する温度センサ基板１７からのリード線を前後方向に通過させる通路となる。
【００４９】
後端部１６ａには、前面視における上下左右に対し斜め４５°方向に、前後に延びる四つのボス１６ａ１が形成されている。各ボス１６ａ１には、前方が底となる有底孔が形成されている。
【００５０】
図３に示されるタッピングねじＮａを、センサ基板１３の貫通孔１３ｅ及びユニットホルダ１５の貫通孔１５ａ１に挿通してステージ基台１６のボス１６ａ１に形成された有底孔に螺着することで、センサ基板１３に対し、ユニットホルダ１５及びステージ基台１６が固定される。
その際、ユニットホルダ１５によって、フィルタユニットＦ及び導光部材１１がセンサ基板１３との間に挟まれ保持される。
【００５１】
ステージ基台１６の前方には、ステージベース１０が配置される。
ステージベース１０は、円盤状のステージ底部１０ｂ(図３参照)と、ステージ底部１０ｂの周縁から後方立ち上がる円環状の周壁部１０ｃと、を有する。既述の前面１０ａは、ステージ底部１０ｂの前面である。
【００５２】
図３に示されるように、ステージ底部１０ｂの中心（受光軸線ＣＬＴの位置）には、貫通孔１０ｂ１が形成されている。また、貫通孔１０ｂ１に対する上方側に、貫通孔１０ｂ２が形成されている。
【００５３】
貫通孔１０ｂ１には、後方側から導光部材１１の先端部分が進入し、導光部材１１の前端面１１ａ１が前方に露出している。
貫通孔１０ｂ２には、後方側から温度センサ１２が進入し、温度センサ１２の感温面１２ａが前方に露出している。
【００５４】
ステージベース１０の周壁部１０ｃに囲まれた内部には、温度センサ基板１７が配置されている。
図４に示されるように、温度センサ基板１７は、円盤状を呈し、中心孔１７ａ及び一対の貫通孔１７ｂを有して形成されている。
また、温度センサ基板１７には、温度センサ１２が実装されている。
温度センサ基板１７は、貫通孔１７ｂを挿通したタッピングねじ（不図示）によってステージ底部１０ｂに対して取りつけられている。
【００５５】
温度センサ基板１７からは、リード線（不図示）が後方に引き出され、隙間Ｖａを通りセンサ基板１３へと引き回されている。
【００５６】
ステージ基台１６，及びステージベース１０は、樹脂で形成される。樹脂は、例えば、黒色のポリカーボネート樹脂の近赤外線吸収グレードである。
ユニットホルダ１５は、アルミニウムで形成されており、表面に黒アルマイト処理が施されている。ユニットホルダ１５を金属で形成することでシールド機能が発揮され、センサ基板１３に対する外乱ノイズの影響を低減できる。
【００５７】
ステージベース１０の周壁部１０ｃには、中継レンズ１８が取りつけられている。次に、中継レンズ１８とその取りつけ構造について図７を主に参照して説明する。図７は、図３におけるＳＡ部の拡大図である。
【００５８】
図７において、ステージベース１０の周壁部１０ｃの外周面１０ｃ１には、前方側が僅かに大径となる段差部１０ｃ２が、全周に亘り形成されている。
中継レンズ１８は、段差部１０ｃ２に取りつけられている。
【００５９】
中継レンズ１８は、内径Ｄａなる環状の光学部材であり、延在方向に直交する断面形状が直径Ｄの円形を呈する。
環状部分の中心位置Ｐｃの直径φｂ７は、ベース基板１４に実装されたＬＥＤ１４ｄの中心位置の直径φｂ（図６参照）と等しく設定される。
中継レンズ１８は、例えば、光透過性を有する透明のポリカーボネート樹脂で形成される。
【００６０】
ステージベース１０における周壁部１０ｃの外周面１０ｃ１は、段差部１０ｃ２よりも前方の外径が、中継レンズ１８の内径Ｄａよりも大きい直径Ｄｂで形成されている。
そして、段差部１０ｃ２において、後方に向かうに従い、半径Ｒ（＝Ｄ／２）の凹曲面１０ｃ３で徐々に縮径し、内径Ｄａと同じ外径を有する縮径部１０ｃ４に接続している。
また、縮径部１０ｃ４には、周方向に所定間隔で離隔して、複数の微小突起１０ｃ５が形成されている。
中継レンズ１８は、前方側に向け凹曲面１０ｃ３に密着するように取りつけられており、微小突起１０ｃ５は、中継レンズ１８の後方側への移動を規制している。
【００６１】
中継レンズ１８を段差部１０ｃ２に取りつける際には、中継レンズ１８を、後方側から内径を広げる弾性変形をさせながら移動させ（矢印ＤＲａ参照）、微小突起１０ｃ５を乗り越えさせて、微小突起１０ｃ５と凹曲面１０ｃ３との間に収める。
【００６２】
図３に示されるように、中継レンズ１８と、蓋体２におけるステージ部２ｂの内面２ｂ１と、の間には、シールリング１９が強嵌合で嵌め込まれている。
シールリング１９は、例えば金属製のばね線で形成されている。
シールリング１９は、中継レンズ１８の位置がずれることなくより確実に維持されるように、強嵌合の弾性反発力により、中継レンズ１８をステージベース１０に押しつけている。
【００６３】
中継レンズ１８の前方には、中継レンズ１８に対し前後方向で対向する既述のリングレンズ８が取りつけられている。
リングレンズ８は、例えば、光透過性を有する透明のポリカーボネート樹脂で形成される。
図８は、リングレンズ８を説明するための半断面図（一部切断省略）である。
【００６４】
図８に示されるように、リングレンズ８は、孔８ａ１を有して環状に形成された環状基部８ａと、環状基部８ａから径方向外方かつ前方に傾斜して延出した偏向部８ｂと、偏向部８ｂから径方向外方に張り出したフランジ部８ｃと、を有する。
環状基部８ａ，偏向部８ｂ，及びフランジ部８ｃは、前後に延びる軸線ＣＬ８を中心として環状に形成されている。
【００６５】
偏向部８ｂは、後方側の入光面８ｂ１と、前方側の出光面８ｂ２と、を有する。
入光面８ｂ１は、直径Ｄｃの仮想基準円Ｐ１を通り、軸線ＣＬ８から離れるほど前方に向かうよう傾斜角度θａで傾斜した円錐周面である。
出光面８ｂ２は、軸線ＣＬ８を含む平面と仮想基準円Ｐ１との交点を点Ｐ１ａとしたときに、図８に示される断面形状が、点Ｐ１ａを中心とする半径Ｒａをなす断面円弧状で周方向に延在する曲面として形成されている。
【００６６】
入光面８ｂ１が形成される径方向の範囲は、内径側の縁部８ｂ１ａが、直径Ｄｃよりも小さい直径Ｄｄであり、外径側の縁部８ｂ１ｂが、直径Ｄｃよりも大きい直径Ｄｅである。
出光面８ｂ２が形成される径方向の範囲は、少なくとも入光面８ｂ１が形成される径方向の範囲を含んでいる。
具体的には、出光面８ｂ２の内径側の縁部８ｂ２ａが、直径Ｄｄよりも小さい直径Ｄｄ１であり、外径側の縁部８ｂ２ｂが、直径Ｄｅよりも大きい直径Ｄｅ１である。
【００６７】
フランジ部８ｃは、前部において、出光面８ｂ２の外径側の縁部８ｂ２ｂに接続し、軸線ＣＬ８に直交する環状の平面部８ｃ１と、平面部８ｃ１の径方向外側において、平面部８ｃ１に対し階段状に形成されて後方側に位置する環状の棚部８ｃ２と、を有する。
【００６８】
図３に示されるように、リングレンズ８は、ステージベース１０の前面１０ａの周縁部と、蓋体２のステージ部２ｂの内面２ｂ１との間を塞ぐように取りつけられる。
詳しくは、環状基部８ａの孔８ａ１が、ステージベース１０の前面１０ａの周縁に形成された段部に係合し、Ｏリング（不図示）を介在させて封止すると共に接着剤によって固定されている。
フランジ部８ｃの平面部８ｃ１は、ステージ部２ｂの先端において内向きに突出形成された内フランジ２ｂ２の後面に当接し、その後面と棚部８ｃ２との間には、Ｏリング８２が介在している。
【００６９】
次に、フィルタユニットＦについて図９及び図１０を参照して説明する。
フィルタユニットＦは、円盤状のフィルタホルダ２０と、フィルタホルダ２０に対しフィルタホルダ２０の軸線ＣＬｆ方向に係合する円盤状のホルダカバー２１と、フィルタホルダ２０とホルダカバー２１との間に挟持される複数（この例において７枚）の光学バンドパスフィルタであるバンドパスフィルタ３１〜３７と、を有して構成されている。７枚のバンドパスフィルタ３１〜３７は、それぞれ中心波長が異なるバンドパス特性を有する外形形状が矩形のものが採用されている。
【００７０】
フィルタホルダ２０及びホルダカバー２１は、樹脂で形成される。樹脂は、例えば黒色のポリカーボネート樹脂の近赤外線吸収グレードである。
【００７１】
吸光度を測定する波長は、糖の吸収波長に基づき、ｍ（ｍは２以上の整数）種の波長を選択する。
この例では、ｍ＝７とした７種の波長λ１〜λ７を選択している。また、フォトセンサ１３ｃとして、ｍ個のフォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７を備える。
すなわち、バンドパスフィルタ３１〜３７それぞれの中心波長を、従来知られている糖の吸収波長に基づいて選択設定した波長λ１〜λ７とする。
また、ＬＥＤ１４ｄは、中心波長λ１〜λ７それぞれに対応した発光中心波長を有するものを選択している。
詳しくは、ＬＥＤ１４ｄは、中心波長λ１〜λ７それぞれに等しい又は近い発光中心波長を有するものを選択する。
この例において選択設定した中心波長λ１〜λ７は次の通りである。また、括弧内の波長は、バンドパスフィルタ３１〜３７それぞれに対応して選択使用したＬＥＤ１４ｄの発光中心波長である。
バンドパスフィルタ３１・・・λ１：８７５ｎｍ（８８０ｎｍ）
バンドパスフィルタ３２・・・λ２：９００ｎｍ（９００ｎｍ）
バンドパスフィルタ３３・・・λ３：９５０ｎｍ（９５０ｎｍ）
バンドパスフィルタ３４・・・λ４：９８０ｎｍ（９８０ｎｍ）
バンドパスフィルタ３５・・・λ５：１０２０ｎｍ（１０２０ｎｍ）
バンドパスフィルタ３６・・・λ６：１０５０ｎｍ（１０６４ｎｍ）
バンドパスフィルタ３７・・・λ７：１０６４ｎｍ（１０６４ｎｍ）
【００７２】
上記例において、バンドパスフィルタ３１，３６以外のバンドパスフィルタ３２〜３５，３７の中心波長は、それぞれに対応して用いたＬＥＤ１４ｄの発光中心波長と一致している。また、バンドパスフィルタ３１，３６の中心波長と、対応するＬＥＤ１４ｄの発光中心波長との差は、それぞれ５ｎｍ，１４ｎｍである。
この程度（例えば２０ｎｍ以下）の波長差であれば、一般的なＬＥＤの発光スペクトルにおいて、バンドパスフィルタの各中心波長の光強度に考慮すべき差は生じない。
一般的なＬＥＤは、発光スペクトルがナローなため、バンドパスフィルタの中心波長に対応した発光中心波長を有するＬＥＤを選択することが好ましい。
一方、ＬＥＤ１４ｄとして、低消費電力で高輝度の発光スペクトルがブロードなＬＥＤを選択する場合は、バンドパスフィルタの中心波長に近い発光中心波長のものを選択しなくてもよい。
【００７３】
図９は、フィルタユニットＦの模式的な組立図である。
フィルタホルダ２０は、軸線ＣＬｆを中心とする円盤状に形成されており、前面２０ａには、軸線ＣＬｆまわりの角度ピッチ６０°で、かつ軸線ＣＬｆを中心とする直径φｃの円を中心位置として形成された６個の凹部２０ｂ１〜２０ｂ６と、中央に形成された凹部２０ｂ７と、が形成されている。凹部２０ｂ１〜２０ｂ７は、バンドパスフィルタ２２の外形形状に対応した矩形の凹みとされている。
【００７４】
ホルダカバー２１は、円盤状に形成された基部２１ａと、基部２１ａの周縁部から後方に延出し、フィルタホルダ２０に対し係合する４本の爪部２１ｃを有する。爪部２１ｃは、周方向に角度ピッチ９０°で離隔配置されている。
基部２１ａには、軸線ＣＬｆを中心とする角度ピッチ６０°かつ直径φｄの円を径方向中心とする位置に、矩形の貫通孔２１ｂ１〜２１ｂ７が形成されている。
また、中心位置には、丸形の貫通孔２１ｂ７が形成されている。
【００７５】
直径φｄは、直径φｃと等しく設定されている。
【００７６】
ホルダカバー２１は、フィルタホルダ２０に対し、前方側から接近させ（矢印ＤＲｂ参照）、爪部２１ｃをフィルタホルダ２０に設けられた被係合部２０ｄに係合させることで、フィルタホルダ２０と一体化することができる。
すなわち、フィルタホルダ２０の凹部２０ｂ１〜２０ｂ７に、それぞれバンドパスフィルタ３１〜３７を収め、ホルダカバー２１を前方側からフィルタホルダ２０に係合させることで、バンドパスフィルタ３１〜３７を保持したフィルタユニットＦが形成される。
【００７７】
図１０は、フィルタユニットＦの後面図である。
フィルタホルダ２０の後面２０ｆには、前面２０ａに形成された凹部２０ｂ１〜２０ｂ７に対応した位置に、前方に向け抉られた矩形開口のポケット部２０ｅ１〜２０ｅ７が形成されている。
凹部２０ｂ１〜２０ｂ７とポケット部２０ｅ１〜２０ｅ７とは、それぞれ矩形の貫通孔２０ｃ１〜２０ｃ７で前後方向に連結されている。貫通孔２０ｃ１〜２０ｃ６の径方向の中心位置は、直径φｃの円形上にある。
【００７８】
次に、導光部材１１について図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１は、導光部材１１を斜め前方から見た斜視図である。
図１２は、導光部材１１の半断面図（ａ）及び後面図（ｂ）である。図１２（ａ）は、後面図（ｂ）におけるＳ１２−Ｓ１２位置での半断面である。
【００７９】
導光部材１１は、光透過性を有する透明部材として形成されている。材質は、例えば、光透過性を有する透明のポリカーボネート樹脂である。
【００８０】
導光部材１１は、前後に長く形成されている。導光部材１１は、長手の一端面として前端面１１ａ１を有し、前後に延びる軸線ＣＬ１１を中心とする直径Ｄｆの円筒状の前突出部１１ａと、直径Ｄｆよりも大きい直径Ｄｇの円筒状の中間筒部１１ｂと、中間筒部１１ｂの後方側に接続し後方に向かうにしたがって徐々に拡径する円錐台部１１ｃと、を備える。
【００８１】
さらに、導光部材１１は、円錐台部１１ｃの後方端部において、軸線ＣＬ１１に対し直交方向に拡径する段部１１ｄを経て直径Ｄｈの円筒状となる後方筒部１１ｅと、後方筒部１１ｅの後面１１ｅ１から、後方に向け独立して突出形成された７個の導光突起部１１ｆ１〜１１ｆ７を有する脚部１１ｆと、を備える。
【００８２】
６個の導光突起部１１ｆ１〜１１ｆ６は、軸線ＣＬ１１を中心とする等角度間隔（角度ピッチ６０°）、かつ直径φｅの円上に、形成されている。
残りの１個である導光突起部１１ｆ７は、中心位置において円柱状に形成されている。
【００８３】
また、導光突起部１１ｆ１〜１１ｆ６は、後方先端部位において、段付き部１１ｆ１ｂ〜１１ｆ６ｂで縮形してさらに後方に突出する係合部１１ｆ１ａ〜１１ｆ６ａを有する。
また、導光突起部１１ｆ７は、後方先端部位において、段付き部１１ｆ７ｂで縮径してさらに後方に突出する係合部１１ｆ７ａを有する。
係合部１１ｆ１ａ〜１１ｆ７ａの段付き部１１ｆ１ｂ〜１１ｆ７ｂの位置及び先端面の前後方向位置は、それぞれ互いに同じ位置とされている。
【００８４】
係合部１１ｆ１ａ〜１１ｆ７ａは、段付き部位がホルダカバー２１の基部２１ａの前面に当接し、それぞれ、フィルタユニットＦにおけるホルダカバー２１の貫通孔２１ｂ１〜２１ｂ７に対し前方側から進入するようになっている。
【００８５】
センサ基板１３に対するフィルタユニットＦと導光部材１１との組み付け状態について、図１３を参照して説明する。この組み付けは、既述のように、ステージ基台１６をタッピングねじＮａで固定することで、ステージ基台１６とセンサ基板１３との間に、フィルタユニットＦ及び導光部材１１が前後方向に挟まれてなされる。
【００８６】
図１３は、図３におけるＳＢ部の模式的断面図である。すなわち、センサ基板１３のフォトセンサ１３ｃ７と、フィルタユニットＦと、導光部材１１における導光突起部１１ｆ７との組み付け状態が示される。他のフォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ６についても同様であり、代表として説明する。
【００８７】
図１３に示されるように、センサ基板１３の前面１３ａには、フィルタホルダ２０の後面２０ｆが当接している。
前面１３ａに実装されたフォトセンサ１３ｃ７は、フィルタユニットＦのフィルタホルダ２０に形成されたポケット部２０ｅ７に進入している。
フィルタホルダ２０の凹部２０ｂ７には、バンドパスフィルタ３７が挿着されている。バンドパスフィルタ３７の前方への移動は、バンドパスフィルタ３７の外形より小さく形成されたホルダカバー２１の貫通孔２１ｂ７によって押さえられ規制されている。
バンドパスフィルタ３７は、フォトセンサ１３ｃ７の前方の対向位置にある。
【００８８】
ホルダカバー２１の貫通孔２１ｂ７には、前方側から導光部材１１の導光突起部１１ｆ７の係合部１１ｆ７ａが進入係合している。導光突起部１１ｆ７の段付き部１１ｆ７ｂは、ホルダカバー２１の基部２１ａの前面２１ａ１に当接している。
【００８９】
以上構成を説明した糖度計５１の動作は、制御部ＣＴによって制御される。
図１４は、糖度計５１における制御系の構成を説明するための図である。
制御部ＣＴは、中央処理装置（ＣＰＵ）ＣＴ１，補正部ＣＴ２，光強度処理部ＣＴ３，表示制御部ＣＴ４，光量制御部ＣＴ５，及び記憶部ＣＴ６を有する。
【００９０】
糖度計５１の外形寸法である長さＬ及び幅Ｗ（図２参照）と、厚さＨ（図３参照）と、は、例えば、概ね以下の通りに設定される。
Ｌ＝１１３ｍｍ，Ｗ＝６３ｍｍ，Ｈ＝４３ｍｍ
また、測定部Ｋ１の外径φｆ（図３参照）は、例えば４８ｍｍに設定される。
【００９１】
次に、上述の構成を有する糖度計５１の動作について説明する。
まず、作業者は、糖度計５１の測定部Ｋ１と測定対象である青果物ＡＳとを接触させる。
具体的には、例えば収穫後の青果物ＡＳを測定する場合は、図１５に示されるように、作業者は、糖度計５１を、測定部Ｋ１の外当接部７及び内当接部９が上端となる向きに机９１などの台上に載せ、青果物ＡＳを、測定部Ｋ１に載せて測定することができる。この測定態様で凹みのある青果物ＡＳを測定する場合は、凹がない部分或いは凹みが少ない部分を測定部Ｋ１に載せるとよい。
【００９２】
収穫前の成育中の青果物ＡＳや、重たい、若しくは大きい青果物ＡＳを測定する場合は、図１６に示されるように、作業者は、グリップ部Ｋ２を把持し、測定部Ｋ１を青果物ＡＳの表面に接触させて測定する。
測定部Ｋ１は、グリップ部Ｋ２に対し突出して形成されている。
これにより、糖度計５１を台上に置き青果物ＡＳを測定部Ｋ１に載せたときに、青果物ＡＳの凸凹した表面の凸部がグリップ部Ｋ２に当たって、青果物ＡＳが不安定に載置されることはない。
また、糖度計５１を把持し測定部Ｋ１を青果物ＡＳに当てて測定する場合に、把持した指に青果物ＡＳが当たりにくくなる。そのため、外当接部７及び内当接部９と青果物ＡＳとの間に隙間が生じて外光が進入し測定精度が低下する可能性は小さい。
【００９３】
次に、糖度計５１の具体的な測定動作について、図１４及び図１７を主に参照して説明する。図１７は、糖度計５１で糖度測定をする際の光路を説明するための模式図であり、図３の測定部Ｋ１の部分を利用している。また、図１７では、描画が煩雑にならないように、断面で示されている導光部材１１にハッチングを付していない。
【００９４】
まず、ＬＥＤ１４ｄが周方向に離隔配置されている直径φｂ（図６も参照）と、中継レンズ１８の中心の直径φｂ７（図７参照）及びリングレンズ８の仮想基準円Ｐ１の直径Ｄｃ（図８参照）と、が等しく設定されている。直径φｂ（＝φｂ７＝Ｄｃ）は、例えば直径３８ｍｍとされる。
【００９５】
（１）使用者は、糖度計５１の電源を入れた状態で、測定する青果物ＡＳを糖度計５１の測定部Ｋ１の外当接部７及び内当接部９に載置する、又は、測定する青果物ＡＳに、糖度計５１の測定部Ｋ１を密着するように押しつける。
青果物ＡＳは、例えば、果物及び野菜であって、トマト、リンゴ、スイカなどが該当する。
青果物ＡＳの自重、又は使用者の押しつけ力によって、外当接部７及び内当接部９は、青果物ＡＳの表面に圧縮されつつ概ね密着する。
【００９６】
（２）使用者は、押し釦６を押し、スイッチ１３ｄを入状態とする。スイッチ１３ｄからは入状態になった旨の信号が制御部ＣＴの中央処理装置ＣＴ１に送出される。
【００９７】
（３）中央処理装置ＣＴ１は、スイッチ１３ｄが入状態になったことを把握したら、光量制御部ＣＴ５に指示してＬＥＤ群１４ｄＧを発光させる。ＬＥＤ群１４ｄＧの各ＬＥＤ１４ｄから上方に出た光ＬＴは、中継レンズ１８を通過し、リングレンズ８に達する。
ＬＥＤ１４ｄからリングレンズ８迄の間の、光ＬＴの経路となる空間Ｖｂは、径方向外側は蓋体２のステージ部２ｂの内面２ｂ１で塞がれ、径方向内側はステージ基台１６とステージベース１０の外周面１０ｃ１で塞がれている。
すなわち、空間Ｖｂは、径方向側が塞がれ、軸方向側のみ開放された空間となっている。軸方向側の先端部分は、リングレンズ８によって塞がれている。
これにより、ＬＥＤ群１４ｄＧからの出光が、リングレンズ８を通過せずに青果物ＡＳに達することはない。
【００９８】
図１７において、ＬＥＤ１４ｄから出た光ＬＴの主光軸ＬＴａを実線で示す。
主光軸ＬＴａは、中継レンズ１８の中心を通りリングレンズ８の入光面８ｂ１に達すると、入光面８ｂ１が、図８に示されるように径方向外側ほど前方に傾斜していることから、その傾斜角度θａとリングレンズ８の材料の屈折率に応じた出光の角度θｂで、出光面８ｂ２から前方に出射する。
【００９９】
出光の角度θｂは、０＜θｂ＜４５°で設定するのが好ましい。また、角度θｂは、リングレンズ８の仮想基準円Ｐ１の直径Ｄｃが大きいほど大きく設定することが好ましい。
これにより、青果物ＡＳ内に進入した光ＬＴＲ（後述）は、青果物ＡＳの内部で中心に集光し易くなる。
糖度計５１のように直径Ｄｃが約４０ｍｍの場合、角度θｂは２０°前後が好適である。
【０１００】
この出光面８ｂ２から前方に出射した光は、主光軸ＬＴａを含み径の内外方向に幅を有する環状の光ＬＴＲとなる。
すなわち、図１７において、出光面８ｂ２から出射した環状の光の内、リングレンズ８から最も内径側に偏向出射した光のＬＥＤ１４ｄからの光路ＬＴｂが、破線で示されている。また、最も外径側に偏向出射した光のＬＥＤ１４ｄからの光路ＬＴｃが、一点鎖線で示されている。
【０１０１】
さらに、図１７には、出射後の前後方向位置Ｐ２における環状の光ＬＴＲの強度特性Ｑを示している。
これらから、リングレンズ８から出射した環状の光ＬＴＲの径方向の強度特性Ｑは、主光軸ＬＴａにおいて急峻に立ち上がるピークＱｐを有し、内径側及び外径側に向かうに従って急速に強度低下する特性となっている。
【０１０２】
一方、環状の光ＬＴＲの周方向の強度特性は、ほぼ一定となっている。
すなわち、環状の光ＬＴＲの周方向の強度分布は、複数のＬＥＤ１４ｄが周方向に離隔して配置されているものの、各ＬＥＤ１４ｄの周方向へも広がっている発光特性と、中継レンズ１８及びリングレンズ８で生じるわずかな内部拡散と、から、複数のＬＥＤ１４ｄを同時点灯した場合にほぼ同程度となるように平均化されている。
【０１０３】
リングレンズ８から出射した環状の光ＬＴＲは、主光軸ＬＴａが上述のように、受光軸線ＣＬＴに接近する方向に角度θｂで偏向している（受光軸線ＣＬＴは、導光部材１１の軸線と一致している）。
換言するならば、リングレンズ８から出射した環状の光ＬＴＲは、リングレンズ８から出射した後、縮径するように進行する。
【０１０４】
内当接部９の内側の中心部位には、導光部材１１の前端面１１ａ１が露出している。
【０１０５】
（４）リングレンズ８から出射した光ＬＴＲは、青果物ＡＳの表面に対し環状に照射され、青果物ＡＳの内部に進入する。
【０１０６】
（５）青果物ＡＳの内部に進入した光ＬＴＲは、内部で乱反射すると共に、青果物ＡＳの状態に対応した特性で吸収されて一部が外部に出光する。（６）外部に出た光の一部は、外部に露出している導光部材１１の前端面１１ａ１から導光部材１１の内部に進入する。
導光部材１１の内部に進入した光は、ＬＥＤ群１４ｄＧから出光し、青果物ＡＳの内部を通過して戻ってきた光であることから、以下、戻り光ＬＴｄと称する。
戻り光ＬＴｄは、導光部材１１の内部を進行し脚部１１ｆの導光突起部１１ｆ１〜１１ｆ７に誘導される。
【０１０７】
このように、戻り光ＬＴｄは、青果物ＡＳの内部に環状に進入して内部で反射し、進入した環状の進入部位に対する中央部位から外部に出射した光である。そのため、青果物ＡＳの内部組織に部分毎に吸光度の偏りがあったとしても、それが平均化された光となる。
【０１０８】
また、青果物ＡＳへ入射した光ＬＴＲは、環状であって、受光軸線ＣＬＴに接近する方向に偏向している。
そのため、青果物ＡＳの内部で乱反射した光の内、中央下部の前端面１１ａ１へ入射する光の割合が、偏向していない場合（角度θｂ＝０）と比べて高くなっている。
【０１０９】
これにより、糖度計５１では、戻り光ＬＴｄが、ＬＥＤ１４ｄの出光に対し高効率で得られ、青果物ＡＳの内部組織の吸光度の偏りがあっても、その偏りの影響を受けにくく青果物ＡＳの吸光度をより高精度に反映した光として得られる。
【０１１０】
（７）脚部１１ｆの導光突起部１１ｆ１〜１１ｆ７に誘導された戻り光ＬＴｄは、互いに特性に偏りがない均質の光となっており、それぞれ係合部１１ｆ１ａ〜１１ｆ７ａそれぞれの後端面１１ｆｂからバンドパスフィルタ３１〜３７に向け、突起部出射光ＬＴｅ（ＬＴｅ１〜ＬＴｅ７）として出光する。
後端面１１ｆｂは、導光部材１１において、長手の一端面である前端面１１ａ１に対する他端面となる。
【０１１１】
（８）係合部１１ｆ１ａ〜１１ｆ７ａから出射した突起部出射光ＬＴｅは、バンドパスフィルタ３１〜３７によりそれぞれの分光特性に応じて分光されてフォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７に入光する。（９）フォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７は、それぞれ受光強度である強度Ｑ１〜Ｑ７を検出し、光強度処理部ＣＴ３に送出する（図１４参照）。
すなわち、フォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７から得られた強度Ｑ１〜Ｑ７は、バンドパスフィルタ３１〜３７それぞれの中心波長λ１〜λ７の分光強度である。
【０１１２】
（１０）光強度処理部ＣＴ３は、強度Ｑ１〜Ｑ７から、既知の演算方法で波長λ１〜λ７それぞれの吸光度を求め、各吸光度からＢｒｉｘ値Ｙを算出する。
具体的算出方法例は次の通りである。
【０１１３】
一般に、波長λの吸光度Ａは、式（１）で示される。
Ｉ０（λ）は、リファレンスとなる測定対象に入る波長λの光の強度、ＩＳ（λ）は、測定対象から出た波長λの光の強度である。
Ａ＝ｌｏｇ〔Ｉ０（λ）／ＩＳ（λ）〕
＝ｌｏｇＩ０（λ）−ｌｏｇＩＳ（λ）    ・・・・・・・・・（１）
【０１１４】
７種類の波長λ１〜λ７の内、基準となる波長を波長λ６として、他の６種類の波長λ１〜λ５，λ７それぞれについて、吸光度差Ａ１〜Ａ５，Ａ７を次の式（２−１）〜（２−６）によって求める。
【数１】
2018047366.tif 000003
【０１１５】
これらの式に基づき、Ｂｒｉｘ値Ｙは、次の式（３）で算出する。
【数２】
2018047366.tif 000004
・・・（３）
ここで、ＰＬ０〜ＰＬ８は、予め複数の測定対象（青果物ＡＳ）の吸光度データを用いて、重回帰分析で求めた係数である。また、温度Ｔ１は、温度センサ１２で測定した測定対象（青果物ＡＳ）の表面温度であり、温度Ｔ２は、温度センサ１２で測定した筐体Ｋに相当する温度である。
【０１１６】
図３に示されるように、制御部ＣＴは、補正部ＣＴ２を有する。
補正部ＣＴ２は、ＦＢ用フォトセンサ群１４ｅＧからの光量情報ＪＬ及び温度センサ１２からの温度情報ＪＴに基づいて、ＬＥＤ群１４ｄＧの光量を閉制御する。
【０１１７】
ＬＥＤの一般的特性として、温度上昇に伴って発光光量が変化する。ＬＥＤ１４ｄも同様である。
糖度計５１は、ＦＢ用フォトセンサ群１４ｅＧ，温度センサ１２，及び補正部ＣＴ２を有して、複数のＬＥＤ１４ｄの発光光量を一定にすると共に時間変動を抑制し安定化できる。これにより、糖度計５１の測定精度はより向上する。
制御部ＣＴは、ＬＥＤ群１４ｄＧのＬＥＤ１４ｄすべてを同時発光させるように制御するものに限らない。
制御部ＣＴは、設定した６種類の波長毎に、或いは周方向の配置順に、対応するＬＥＤ１４ｄを時系列的に順次発光させ、その都度フォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７で受光強度を測定してもよい。
ＬＥＤ群１４ｄＧを同時発光させると、短時間でも消費電力が大きくなるため、電源の負荷低減が必要な場合は、後者の、複数のＬＥＤ１４ｄを時系列的に順次点灯させて測定する方法が好ましい。
【０１１８】
上述した、青果物の非破壊測定装置である糖度計５１は、青果物ＡＳに照射する光の光源として、複数のＬＥＤ１４ｄを用いている。
これにより、糖度計５１は、光源の消費電力及び設置スペースが少なく、筐体Ｋを片手で把持できる小型化が可能である。
従って、収穫前の生育中の青果物の測定も容易に行える。
【０１１９】
糖度計５１は、複数のＬＥＤ１４ｄを、周方向に並べて配置すると共に、各ＬＥＤ１４ｄからの出光を環状のリングレンズ８を通して青果物ＡＳに向け照射するようにした。そのため、青果物ＡＳに対し光が環状の光束として照射入光するようになっている。
これにより、青果物ＡＳの内部の組織の吸光に偏りがあっても、その偏りの影響を受けにくく、平均化された出光が得られ、青果物ＡＳの状態を良好に反映した測定結果が得られる。
【０１２０】
リングレンズ８は、ＬＥＤ１４ｄからの入光を、リングレンズ８の中心に向け偏向させて出光する光学特性を付与している。
そのため、青果物ＡＳの内部で反射し、リングレンズ８の中央部分に向け出光する戻り光の強度が高く得られ、ＬＥＤ１４ｄの発光の利用効率が高い。
これにより、糖度計５１は、光透過率の高い青果物では発光強度を抑制するなどにより、低消費電力化可能で、バッテリで駆動するハンディタイプに好適である。また、皮が厚いなどによって光透過率の低い青果物に対しても測定に十分な戻り光を得易く、糖度計５１は、測定可能な青果物の種類が多く、汎用性に優れる。
【０１２１】
糖度計５１は、ＬＥＤ１４ｄからリングレンズ８に至る出光経路の途中に、ＬＥＤ１４ｄからの光をリングレンズ８に集光させる環状の中継レンズ１８を有する。
中継レンズ１８を配置したことで、ＬＥＤ１４ｄの出光を、より高い効率でリングレンズ８に導入して青果物ＡＳに照射することができる。
これによっても、糖度計５１は低消費電力化可能となり、ハンディタイプに好適である。また、皮が厚いなどによって光透過率の低い青果物に対しても測定に十分な戻り光をより得易く、糖度計５１は、測定可能な青果物の種類が多く、汎用性に優れる。
【０１２２】
また、中継レンズ１８を配置したことで、ＬＥＤ１４ｄとリングレンズ８との間の光の経路距離を長くすることができる。
そのため、リングレンズ８を青果物ＡＳに対しより近い位置に配置できる。
これにより、リングレンズ８からの出光光束は十分狭い環状で青果物ＡＳに照射入光し、単位面積あたりの入光強度をより高くできる。従って、ＬＥＤ１４ｄの出光の利用効率がさらに向上する。
また、外部からの入光による影響を実質的に無視できる程度に抑制できる。
これにより、糖度計５１は、高精度の測定が行える。
【０１２３】
また、中継レンズ１８を配置してＬＥＤ１４ｄとリングレンズ８との間の光の経路距離を長くできることから、青果物ＡＳを載置するステージ部を、手で把持するグリップ部に対し、十分に突出させることが可能となる。
これにより、図１６に示されるような、グリップ部Ｋ２を把持して青果物ＡＳを測定した場合も、青果物ＡＳとグリップ部Ｋ２を把持した指とが当たることがなく、作業が好感触で、容易に、高効率で行える。
また、製造上のばらつきにより、ベース基板１４上のＬＥＤ１４ｄの実装位置にわずかなずれが生じると、各ＬＥＤ１４ｄの出光角度にもわずかな違いが生じる。また、既述の３波長複合型ＬＥＤのような、パッケージ化された複合型ＬＥＤを用いた場合は、発光中心波長毎に出光位置が径方向でわずかに異なる。
これに対し、糖度計５１では、中継レンズ１８を、ＬＥＤ１４ｄとリングレンズ８との間に縮小光学系レンズとして配置している。
すなわち、中継レンズ１８は、環状の光源（環状に配置された複数のＬＥＤ１４ｄ）より出射した光から光源の縮小系を作成してリングレンズ８に投入する。そして、リングレンズ８は、投入された光源の縮小系を環状のビームとして青果物に照射するようになっている。
そのため、ＬＥＤ１４ｄの実装位置のわずかなずれ、或いは、ＬＥＤ１４ｄが複合化ＬＥＤの場合の出光位置の径方向のわずかなずれ、に伴い出光角度のずれが生じても、そのずれが測定に及ぼす影響は小さい。
これにより、糖度計５１は、高精度の測定が行える。
【０１２４】
糖度計５１は、リングレンズ８に対する径方向の内外位置に、それぞれ内当接部９と外当接部７とを有している。
これにより、図１７に示されるように、青果物ＡＳが測定部Ｋ１に宛がわれた状態で、リングレンズ８と、青果物ＡＳと、内当接部９と、外当接部７と、によって閉じた空間Ｖｃが形成される。
【０１２５】
すなわち、リングレンズ８に対する外径側は、外当接部７によってステージ部２ｂと青果物ＡＳとの間が塞がれている。また、内径側は、内当接部９によってステージ部２ｂと青果物ＡＳとの間が塞がれている。
これにより、リングレンズ８から出射した環状の光ＬＴＲは、導光部材１１の前端面１１ａ１に達することはなく、また、径外方の外部にも漏出しない。
従って、糖度計５１において測定に供される戻り光ＬＴｄは、必ず青果物ＡＳから入来した光となって測定精度が向上する。
また、光ＬＴＲが外部に漏出しないので、ＬＥＤ１４ｄの発光の利用効率が向上する。
【０１２６】
糖度計５１は、受光軸線ＣＬＴ方向を長手とする導光部材１１を備えており、導光部材１１の長手の一端側を戻り光ＬＴｄの入光面の前端面１１ａ１とし、他端側を、フォトセンサ１３ｃに向けた戻り光ＬＴｄの出光面としている。
これにより、入光面から入った戻り光ＬＴｄは、比較的長い距離を導光部材１１の内面反射を伴いつつ出光面に誘導されるので、出光面に達した光は、出光面の達した場所によらず、均質の光となっている。
従って、糖度計５１は、フォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７それぞれに入光する光の特性に偏りはなく、測定を高精度で行うことができる。
【０１２７】
この構成により、筐体Ｋ内の、前後方向の位置関係において、光源となるＬＥＤ群１４ｄＧよりも、フォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７の方が、後方側、すなわち、外当接部７及び内当接部９から遠い位置に配置される。
従って、フォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７を搭載したセンサ基板１３は、箱体１の後面１ａ近傍に配置されると共に、導光部材１１は、ベース基板１４の孔１４ｇを貫いて配置されている。
【０１２８】
次に、糖度計５１のキャリブレーションについて説明する。
糖度計５１の測定精度の維持、並びに、他機及び過去の測定結果との整合性をより確実に得るために、糖度計５１はキャリブレーションを定期的に行うことが望まれる。
【０１２９】
糖度計５１には、そのキャリブレーションのために、標準蓋体５２が用意されている。
図１８は、標準蓋体５２の使用状態を説明するための半断面図であって、標準蓋体５２と、筐体Ｋにおける測定部Ｋ１の一部と、が示されている。
【０１３０】
標準蓋体５２は、測定部Ｋ１の先端開口を覆う円柱状を呈し、蓋体２のステージ部２ｂに被せて使用する。
標準蓋体５２は、丸鍋状のベース体５２ａと、ベース体の内部に取りつけられた反射体５２ｂと、を有する。
【０１３１】
図１８に示される使用状態において、反射体５２ｂは、中央部分に前方に向け円形に窪んだ凹部５２ｂ１と、径方向外側ほど前方に向かうよう傾斜し、かつ後方側が凸となる環状の曲面を有する曲面部５２ｂ２と、を備える。
凹部５２ｂ１は、導光部材１１の前端面１１ａ１に対し前後方向で対向し、曲面部５２ｂ２は、リングレンズ８に対し少なくとも出光方向（図１７に示される主光軸ＬＴａ方向で対向している。
【０１３２】
反射体５２ｂは、白色部材により中実に形成されている。白色部材は、例えばフッ素樹脂である。
反射体５２ｂは、測定する青果物の標準代替え品として機能する。
すなわち、リングレンズ８から出た環状の光ＬＴＲ（図１７参照）は、反射体５２ｂの曲面部５２ｂ２に照射され一部が内部に進入する。
反射体５２ｂの内部に進入した光は、内部で拡散しながら一部が凹部５２ｂ１から外部に出光し、戻り光ＬＴｄとして導光部材１１に進入する。
この戻り光ＬＴｄに基づく測定結果が、予め設定され記憶部ＣＴ６に記憶された基、標準蓋体５２を用いた準測定値となるように、光強度処理部ＣＴ３及び中央処理装置ＣＴ１はキャリブレーションを行う。
【０１３３】
標準蓋体５２での測定は、標準蓋体５２が小さく持ち運び容易であり、単にステージ部２ｂに被せるだけで行える。そのため、キャリブレーション作業が容易であり、糖度計５１のある個体と他の個体との相関も容易に確保できる。
【０１３４】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形してよい。
【０１３５】
実施例の糖度計５１は、青果物ＡＳを通過して出射した戻り光が、導光部材１１を通りその後端面１１ｆｂから出射するまでの戻り光の経路上に、通過する光を拡散させる拡散部ＷＢを設けて戻り光を積極的に拡散させる構造に変形してよい。
すなわち、内当接部９に当接させた青果物ＡＳの表面の、環状の内当接部９に囲まれた部分と、導光部材１１の後端面１１ｆｂとの間に、拡散部ＷＢを設けてもよい。これについて、変形例１〜３として次に説明する。
【０１３６】
（変形例１）
図１９は、変形例１を説明するための部分断面図であり、図１７における導光部材１１及びその近傍に対応する図である。
変形例１は、実施例の糖度計５１において、導光部材１１の前端面１１ａ１に対する前方に、拡散板４１を配置したものである。
具体的には、拡散板４１は、前方視で前端面１１ａ１の全面を覆うように、例えばステージベース１０に接着剤或いは両面テープなどにより取り付けられている。
拡散板４１は、前面４１ａに入射した光を拡散して後面４１ｂから出射する。
拡散板４１の種類は限定されない。例えば、透明樹脂に拡散剤を分散配合させて板状に形成した拡散板、或いは、透明樹脂板の少なくとも一方の表面に微小レンズが形成された拡散板、など周知の拡散板を適用できる。
【０１３７】
変形例１では、図１９に示されるように、戻り光ＬＴｄは、導光部材１１の前端面１１ａ１の前方に配置された拡散板４１により、前端面１１ａ１から導光部材１１内に拡散入射する。
これにより、青果物ＡＳを通過して導光部材１１に入射する戻り光ＬＴｄは、拡散板４１によって積極的に拡散され、より高度に均質化されて導光部材１１に入射する。その後、均質化された戻り光ＬＴｄは、導光部材１１を通過しバンドパスフィルタ３１〜３７を通りフォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７に入光する。
そのため、吸光度とＢｒｉｘ値Ｙとの相関係数が高まり、例えば、同一の青果物ＡＳを繰り返し測定したときの吸光度及びＢｒｉｘ値Ｙのばらつきが低減するなど、測定精度が向上する。
【０１３８】
（変形例２）
変形例２は、実施例の糖度計５１に用いる導光部材１１の替わりに、導光部材１１Ｗを適用したものである。図２０は、導光部材１１Ｗの半断面図である。
詳しくは、導光部材１１Ｗは、導光部材１１における軸線ＣＬ１１方向の一部を、拡散部材４２にしたものである。
ここでは、導光部材１１Ｗが、前端面１１ａ１から後方筒部１１ｅの後面１１ｅ１（図１２参照）との間に拡散部ＷＢを有する例を説明する。
【０１３９】
詳しくは、導光部材１１Ｗは、拡散部ＷＢとして、前端面１１ａ１から後方側に距離Ｌａ隔てた位置を後方端として、厚さＬｂの拡散部材４２を有している。
拡散部材４２は、例えば、透明樹脂に拡散剤を分散配合させて形成する。
【０１４０】
変形例２において、導光部材１１Ｗに対して前端面１１ａ１から入射した戻り光ＬＴｄ（図２０では不図示）は、拡散部材４２の前方端から入光して後方側に拡散出光する。
距離Ｌａの最大値は、前端面１１ａ１から、後方筒部１１ｅの後面１１ｅ１までの距離Ｌｃをとり得る。すなわち、距離Ｌａは、厚さＬｂから距離Ｌｃまでの範囲で設定され得る。また、拡散部材４２の厚さは、最大で距離Ｌａまで設定され得る。
【０１４１】
これにより、青果物ＡＳを通過して導光部材１１Ｗに入射した戻り光ＬＴｄは、導光部材１１Ｗ内に設けられた拡散部材４２を通過する際に積極的に拡散されてより高度に均質化される。その後、均質化された戻り光ＬＴｄは、導光部材１１Ｗから出てバンドパスフィルタ３１〜３７を通りフォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７に入光する。
そのため、吸光度とＢｒｉｘ値Ｙとの相関係数が高まり、例えば、同一の青果物ＡＳを繰り返し測定したときの吸光度及びＢｒｉｘ値Ｙのばらつきが低減するなど、測定精度が向上する。
【０１４２】
さらに、変形例３として、実施例の糖度計５１に用いる導光部材１１の替わりに、同じ形状で拡散剤を分散させた樹脂で形成した導光部材１１ＷＡを適用してもよい（符号は図１２参照）。
この場合、導光部材１１ＷＡに入射した戻り光ＬＴｄは、導光部材１１内を進行するに伴い積極的に拡散されてより高度に均質化される。その後、均質化された戻り光ＬＴｄは、導光部材１１ＷＡから出てバンドパスフィルタ３１〜３７を通りフォトセンサ１３ｃ１〜１３ｃ７に入光する。そのため、吸光度とＢｒｉｘ値Ｙとの相関係数が高まり、例えば、同一の青果物ＡＳを繰り返し測定したときの吸光度及びＢｒｉｘ値Ｙのばらつきが低減するなど、測定精度が向上する。
【０１４３】
変形例１〜３は、組み合わせ可能な範囲で自由に組み合わせることができる。
【０１４４】
実施例及び変形例１〜３において、中継レンズ１８及びリングレンズ８は、一体の一つの光学部材にしてもよい。
中継レンズ１８又はリングレンズ８は、複数の光学部材としてもよい。
すなわち、ＬＥＤ１４ｄからの光を、測定部Ｋ１の先端から環状に出射させると共に、出射方向を、角度θｂをもって受光軸線ＣＬＴに近づく方向に偏向する一つ光学部材、又は複数の光学部材で構成された光学系としてもよい。
【０１４５】
実施例では、光源群１４ｄＧとして、７種の中心波長λ１〜λ７の内の６種を発光中心波長とする６種のＬＥＤ１４ｄを用いたものを説明した。
もちろん、これに限らず、一つの発光中心波長を有する或いはブロードな発光スペクトルを有するＬＥＤ１４ｄの、その発光スペクトルに基づき、バンドパスフィルタとして選択設定した複数の中心波長の光が測定に必要な光強度で得られると判断された場合には、複数の中心波長に対しそのＬＥＤ１４ｄを共用してもよい。
すなわち、バンドパスフィルタの中心波長として選択設定したｍ（２以上の整数）種の波長（λ１〜λｍ）に対し、ｑ（１≦ｑ≦ｍ）種の発光中心波長それぞれを有するｑ種のＬＥＤを用いてよい。
この場合、フォトセンサ１３ｃは、少なくともｍ個備えられている。
【０１４６】
光源はＬＥＤに限定されるものではなく、他の発光素子であってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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2018047366.tif 000026
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